(57)【要約】  閾値レベル変更部１４で距離センサ４−１〜４−４の検知閾値レベルを変更し、水平、垂直の検知エリアおよび方位分解能を変え、複数の距離センサ４−１〜４−４で障害物１５までの距離と障害物からの反射波の振幅情報とにより障害物マーク１６の表示位置を判定し、オーバレイ部１７で障害物１５に障害物マーク１６を画像合成するので、撮像画面上の障害物に対する障害物マークのオーバレイの位置精度が向上する。
2011145141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
障害物までの距離を検知する複数の距離センサと、前記距離センサの受信信号に基づいて障害物の有無を判定する障害物判定部と、前記障害物判定部で判定した障害物までの距離に準じて直接撮影画像と鳥瞰画像の表示画像を切り替える表示画面切り替え部を有する車両後方監視装置において、
前記距離センサの検知閾値レベルを変更し、水平の検知エリア、垂直の検知エリアおよび方位分解能を変える閾値レベル変更部と、
前記障害物判定部で判定した障害物までの距離と障害物からの反射波の振幅情報とにより障害物マークの表示位置を判定し、前記表示画面切り替え部から供給されるカメラによる撮像画像に、前記判定された表示位置に障害物マークを画像合成するオーバレイ部とを備えたことを特徴とした車両後方監視装置。
【請求項２】
閾値レベル変更部は、距離センサの伝播距離―感度特性に合わせて、伝播距離あるいは伝播時間に基づき検知閾値レベルを変更して、検知エリアを矩形状あるいは放射状に設定し、水平方向の隣り合う距離センサの検知エリアが部分的に重なり合うあるいは重ならないように設定する機能を有し、前記の重なり合う検知エリアを設定した場合は隣り合う距離センサでの同一距離での検知結果の論理積により障害物の方位を判定する機能を有することを特徴とした請求項１記載の車両後方監視装置。
【請求項３】
操舵角センサを備え、閾値レベル変更部は、操舵角センサの角度情報に基づき、内輪側の距離センサの水平方向の検知エリアを直線走行時に比べて広くなるように検知閾値レベルを低く設定し、外輪側の距離センサの水平方向の検知エリアを直線走行時に比べて狭くなるように検知閾値レベルを高く設定する機能を有することを特徴とした請求項１記載の車両後方監視装置。
【請求項４】
閾値レベル変更部は、検知閾値レベルを順次切り替えて垂直方向の検知エリアを変更し、検知可能な最大高さの検知エリアで障害物の高さを判定する機能を有することを特徴とした請求項１記載の車両後方監視装置。
【請求項５】
閾値レベル変更部は、操舵角センサから操舵角とともに、検知閾値レベルを順次切り替えて水平方向の検知エリアを変更し、進行する車両の車両幅内と車両幅外とを区別して検知可能なエリアと判定する機能を有することを特徴とした請求項３記載の車両後方監視装置。
【請求項６】
車輪速センサを備え、この車輪センサからの情報を用いて計算した車両の移動軌跡情報に基づき、時系列における障害物の検知状況を把握して、移動する障害物が、車両の車両幅内に進入してくることを検知可能とすることを特徴とした請求項５記載の車両後方監視装置。
【請求項７】
オーバレイ部は、距離センサによって特定される障害物の高さ方向を含めた先端部分と車両との間の距離が最短になる衝突可能な障害物に対して、カメラ映像における障害物マークをオーバレイすることを特徴とした請求項３記載の車両後方監視装置。
【請求項８】
オーバレイ部は、車両のコーナー部に取り付けたコーナーセンサあるいはカメラ画像の認識処理で進行する車両幅外に障害物を検知した場合は、距離センサの検知エリア外のカメラ映像に対して障害物マークをオーバレイすることを特徴とした請求項５記載の車両後方監視装置。
【請求項９】
オーバレイ部は、複数の隣り合う距離センサで検出した距離情報が予め定めた許容範囲Ｔｔｈ内であった場合、障害物マークは前記距離センサの検出範囲にわたってオーバレイし、許容範囲Ｔｔｈを超えると、短距離に位置する障害物位置に障害物マークをオーバレイすること特徴とした請求項７記載の車両後方監視装置。
【請求項１０】
オーバレイ部は、複数の隣り合う距離センサで検出した距離情報が予め定めた許容範囲内Ｔｔｈであって、隣り合う超音波センサの障害物からの反射波のレベル差が予め定めた許容値Ｖｔｈ以下の場合は、障害物マークは当該超音波センサの検出範囲にわたってオーバレイし、上記の反射波のレベル差が許容値Ｖｔｈを越えた場合は、レベルが大きい方の距離センサの検知エリアに障害物マークをオーバレイすること特徴とする請求項７記載の車両後方監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は車両の後部に設置し車両後方を撮像する広角カメラと、車両の後部に設置し障害物の距離を検知する複数の距離センサと、広角カメラの撮影画像上に距離センサで検知した位置に障害物のマークをオーバレイし、障害物の位置を明示する画像表示器を有する車両後方監視装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
広角カメラによる後方監視(障害物検知)では、静止物体および物体の高さの検知が出来ない。また、単眼カメラでは距離情報が得られない。一方、距離センサによる障害物の検知では、広範囲を一度に検知するよう設計されているので方位分解能が低いと言う課題がある。
従来、このような障害物検知をするものとして特許文献１に記載された先行技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１４０８５２号公報
【発明の概要】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載された先行技術は、１個の送受信超音波センサと受信専用センサからなる超音波センサを用い、この超音波センサが配置される中央位置にカメラを配置し、複数の超音波センサの距離情報から三角測量の原理で障害物の位置を求めている。ここで、複数の障害物が存在すると虚像を検知するという欠点を補うため、さらに、カメラによる撮像画像からオプティカルフローを検知し、障害物の画像上の位置を求め、両者の計測位置を重ね合わせて障害物の位置を判定すると共に、所定の合成画像（顕在化画像と障害物までの距離値）を表示する機能を有している。
【０００５】
しかし、上記のような距離情報の演算処理および画像処理は演算負荷が大きいので、高速処理が求められると装置が高価になる。しかも、障害物の高さ情報が得られないので真の障害物の判定が困難である等の課題があった。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解消するためになされたもので、真に障害となる対象物を判定し、カメラの撮影画像上に行う障害物マークのオーバレイ位置精度の向上を図ることを目的とする。
【０００７】
この発明の車両後方監視装置は、障害物までの距離を検知する複数の距離センサと、距離センサの受信信号に基づいて障害物の有無を判定する障害物判定部と、この障害物判定部で判定した障害物までの距離に準じて直接撮影画像と鳥瞰画像の表示画像を切り替える表示画面切り替え部を有する車両後方監視装置において、
距離センサの検知閾値レベルを変更し、水平の検知エリア、垂直の検知エリアおよび方位分解能を変える閾値レベル変更部と、障害物判定部で判定した障害物までの距離と障害物からの反射波の振幅情報とにより障害物マークの表示位置を判定し、表示画面切り替え部から供給されるカメラによる撮像画像に、上記判定された表示位置に障害物マークを画像合成するオーバレイ部とを備えたものである。
【０００８】
この発明によれば、障害物の水平方向の位置が判別できるので、撮像画面上への障害物に対する障害物マークのオーバレイの位置精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明に係る車両後方監視装置を車両に搭載した構成を示す概要図である。
【図２】この発明に係る車両後方監視装置の構成を示すブロック図である。
【図３】複数の距離センサの検知エリア図である。
【図４】検知閾値の変化に応じて距離センサの水平方向の検知エリアの変化を示す図である。
【図５】複数の距離センサの検知エリアが重ならない場合の図である。
【図６】複数の距離センサの検知エリアが重なった場合の図である。
【図７】検知閾値の変化に応じて距離センサの垂直方向の検知エリアの変化を示す図である。
【図８】距離センサによる障害物の方位と高さの判定フロー図である。
【図９】直線後退走行時とカーブ後退走行時とで距離センサの水平方向の検知エリアの変化を示す図である。
【図１０】後退する車両の内輪（左後輪）と外輪（右後輪）の関係を説明する説明図である。
【図１１】距離または時間対閾値の関係を示す特性図である。
【図１２】距離または時間対閾値の関係を示す特性図である。
【図１３】時間ゲートの説明図である。
【図１４】カメラ撮像エリアおよび距離センサ検知エリア内に障害物が位置する状態を示す図である。
【図１５】図１４において検知された障害物に障害物マークをオーバレイして画面表示した状態を示す図である。
【図１６】カメラ撮像エリアおよび距離センサ検知エリアと操舵センサ検知エリア内に障害物が位置する状態を示す図である。
【図１７】図１６において検知された障害物に障害物マークをオーバレイして画面表示した状態を示す図である。
【図１８】複数の距離センサ検知エリア内の一部に障害物が位置することを示す図である。
【図１９】（ａ）は図１８の複数の距離センサの送受信状態を示す図であり、（ｂ）はその複数の距離センサの送受信で検知された障害物を各距離センサの検知エリアとともに画面表示した状態を示す図である。
【図２０】隣接する距離センサ検知エリアに跨って障害物が位置していることを示す図である。
【図２１】（ａ）は図２０の複数の距離センサの送受信状態を示す図であり、（ｂ）はその複数の距離センサの送受信で検知された障害物が検知エリアによって大小差が生じた場合を各距離センサの検知エリアとともに画面表示した状態を示す図である。
【図２２】（ａ）は図２０の複数の距離センサの送受信状態を示す図であり、（ｂ）はその複数の距離センサの送受信で検知された障害物が同じ大きさの場合を各距離センサの検知エリアとともに画面表示した状態を示す図である。
【図２３】複数の距離センサ検知エリア内の全てに障害物が位置する場合を示す図である。
【図２４】（ａ）は図２３の複数の距離センサの送受信状態を示す図であり、（ｂ）はその複数の距離センサの送受信で検知された障害物を各距離センサの検知エリアとともに画面表示した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１.
図１はこの発明に係る車両後方監視装置を車両に搭載した構成を示す概要図であり、図２はその車両後方監視装置の構成を示すブロック図である。図１において、車両１は中央部に操舵角センサ（または後部左右の車輪速センサ）２、後部中央にカメラ３、後端面には並設して距離センサとしての超音波センサ４（４−１〜４−４）、その後端面左右にはコーナーセンサ５−１，５−２、ユーザが視認しやすい前部中央に画像表示器７が設けられている。カメラ３は撮像エリア３Ｈ、超音波センサ４は検知エリア４Ｈ、コーナーセンサ５−１，５−２は検知エリア５−１Ｈ，５−２Ｈを有する。
【００１１】
図２において、装置本体部１０には送受信増幅部１１、走行軌跡の予測部１２、送受信増幅部１３、閾値レベル変更部１４、障害物判定部１５、表示画面切り替え部１６、オーバレイ部１７を備えている。
そして、表示画面切り替え部１６にはカメラ３と障害物判定部１５が接続され、送受信増幅部１１には送受信超音波センサ４−１〜４−４が接続され、走行軌跡の予測部１２には操舵角センサ（または後部左右の車輪速センサ）２が接続され、送受信増幅部１３にはコーナーセンサ５−１，５−２が接続されている。また、閾値レベル変更部１４には送受信増幅部１１と走行軌跡の予測部１２および設定情報入力部６が接続され、障害物判定部１５には閾値レベル変更部１４が接続され、オーバレイ部１７には障害物判定部１５と表示画面切り替え部１６が接続され、このオーバレイ部１７の出力が画像表示器７に供給される。
【００１２】
送受信超音波センサ４−１〜４−４の検知エリア４−１Ｈ〜４−４Ｈは、閾値レベル変更部１４から出力される検知閾値レベルによって放射状、矩形状に変化させることができると共に、矩形状であってもその検知エリア４−１Ｈ〜４−４Ｈの幅または長さを走行軌跡の予測部１２の出力に基づいて変化させることができる。
【００１３】
図３は送受信超音波センサ４−１〜４−４の検知エリア４−１Ｈ〜４−４Ｈが放射状の場合を示すもので、その検知エリア４−１Ｈ〜４−４Ｈ内に検知した障害物１５−１〜１５−４をオーバレイして表示している。このオーバレイの表示方法には以下の方法がある。
障害物１５−１〜１５−４の存在する撮影画面上の相当する距離と方位にマーク表示する。
障害物１５−１〜１５−４までの距離と障害物の高さを数値表示する。
障害位置のマーキング色を距離または高さに応じて変換して表示する。
【００１４】
図４（ａ）〜（ｃ）は送受信超音波センサ４−１（〜４−４）の矩形状の水平方向の検知エリアを閾値Ｈｔｈ１〜Ｈｔｈ３によって変化させた状態を示したものである。
【００１５】
図５は送受信超音波センサ４−１〜４−４の伝播距離−感度特性に合わせて、距離あるいは伝播時間に基づく検知閾値を設定し、検知エリア４−１Ｈ〜４−４Ｈを矩形状に形成し、この設定した検知閾値あるいは送受信超音波センサ４−１〜４−４の設置距離を変えることで、水平方向の隣り合う送受信超音波センサ４−１〜４−４の検知エリアが互いに重ならないように並設して検知エリアを形成したものである。
【００１６】
図６は送受信超音波センサ４−１〜４−４の伝播距離―感度特性に合わせて、距離あるいは伝播時間に基づく検知閾値を設定し、検知エリア４−１Ｈ〜４−４Ｈを矩形状に形成し、この設定した検知閾値あるいは送受信超音波センサ４−１〜４−４の設置距離を変えることで、水平方向の隣り合う送受信超音波センサ４−１〜４−４の検知エリアが互いに重なるように形成したもので、その重なり合う検知エリアの隣り合う同一距離での検出結果の論理積により、障害物の方位を判定する。
【００１７】
図７（ａ）〜（ｃ）は後記図８のフローに基づいて、送受信超音波センサ４−１（〜４−４）の検知閾値Ｖｔｈ１〜Ｖｔｈ３を順次切り替えて閾値レベル変更部１４に設定し、矩形状の垂直方向の検知エリア４−１Ｖ〜４−４Ｖを変化させ、検知可能な最大高さの検知エリアで判定する機能を有するもので、図７（ａ）、（ｂ）の閾値Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２の場合は障害物は検知できるが、図７（ｃ）の閾値Ｖｔｈ３の場合は障害物を検知できない。つまり、縁石など低い障害物との区別が容易となる。
【００１８】
図８は送受信超音波センサ４−１〜（４−４）による障害物の方位と高さ判定のフローを示すもので、フロー開始後は、ステップＳＴ１で設定情報入力部６から閾値Ｈｔｈ１を閾値レベル変更部１４に設定し、ステップＳＴ２で送受信超音波センサ４−１〜４−４による送受信を行う。そして、ステップＳＴ３で障害物判定部１５が送受信増幅部１１、閾値レベル変更部１４を介して供給された送受信超音波センサ４−１〜４−４からの出力信号に基づいて障害物検知判定を行い、ＮＯであれば障害物検知判定を繰り返す。
【００１９】
ステップＳＴ３の判定結果がＹＥＳの場合は、ステップＳＴ４で水平方位判定を行った後、ステップＳＴ５で設定情報入力部６から閾値Ｖｔｈ１を閾値レベル変更部１４に設定し、ステップＳＴ６で送受信超音波センサ４−１〜４−４による送受信を行う。そして、ステップＳＴ７で障害物の高さがＨ１１以下かを判断し、ＮＯであれば、ステップＳＴ１４に移行し、ＹＥＳであれば、ステップＳＴ８で設定情報入力部６から閾値Ｖｔｈ２を閾値レベル変更部１４に設定し、ステップＳＴ９で送受信超音波センサ４−１〜４−４による超音波送受信を行う。
【００２０】
そして、ステップＳＴ１０で障害物の高さがＨ１２以下かを判断し、ＮＯであれば、ステップＳＴ１４に移行し、ＹＥＳであれば、ステップＳＴ１１で設定情報入力部６から閾値Ｖｔｈ３を閾値レベル変更部１４に設定し、ステップＳＴ１２で送受信超音波センサ４−１〜４−４による超音波送受信を行う。
ステップＳＴ１３で障害物の高さがＨ１３以下かを判断し、ＮＯ，ＹＥＳのいずれの場合もステップＳＴ１４に移行する。ステップＳＴ１４では、障害物の位置（水平方位と高さ）を判定し、ステップＳＴ１５では、ステップＳＴ１４で有意な障害物と判定した場合は、カメラ３による撮影画像上に障害物の位置をオーバレイする。
【００２１】
図９（ａ）は直線後退走行時におけるカメラ３の撮像エリア３Ｈと送受信超音波センサ４−１〜４−４の超音波検知エリア４−１Ｈ〜４−ｎＨを示すもので、直線後退をする場合は、送受信超音波センサ４−１〜４−４の検知エリア４−１Ｈ〜４−ｎＨを閾値Ｖｔｈ１〜Ｖｔｈ３によって均等な幅に設定する。
【００２２】
図９（ｂ）はカーブ後退走行時のカメラ３の撮像エリア３Ｈと送受信超音波センサ４−１〜４−４の超音波検知エリア４−１Ｈ〜４−ｎＨを示すもので、カーブ後退時における操舵角センサ２からの操舵角信号または車輪速センサからの車輪速信号によって、走行軌跡の予測部１２で図１０に示す内輪ｍまたは外輪ｎの旋回半径を求める。
・操舵角センサの場合
内輪(または外輪)の旋回半径Ｒ＝α・θ(Ｄ)
ここで、
α：変換定数
θ(Ｄ)：操舵角
・車輪速センサの場合
内輪(または外輪)の旋回半径Ｒ＝β・θ(Ｌ)
ここで、
θ(Ｌ)＝ｔａｎ−１(ＬＬ−ＬＲ)／Ｗ
ＬＬ：左後輪の積算走行距離
ＬＲ：右後輪の積算走行距離
Ｗ：後輪の車輪間距離
β：変換定数
そして、走行軌跡の予測部１２で求められた旋回半径を受けて、閾値レベル変更部１４が送受信超音波センサ４−１〜４−４の閾値を図１１（ａ）〜（ｄ）に示すように変え、内輪ｍ側の距離センサ４−１の水平方向の検知エリア４−１Ｈを直線走行時に比べて広くなるように検知閾値レベルを低く設定し、外輪ｎ側の距離センサの水平方向の検知エリアを直線走行時に比べて狭くなるように検知閾値レベルを高く設定する。
【００２３】
また、図９（ｃ）はカーブ後退走行時の他の例を示すもので、走行軌跡の予測部１２で求められた旋回半径を受けて、閾値レベル変更部１４が送受信超音波センサ４−１〜４−４の閾値を図１２（ａ）〜（ｄ）に示すように、内輪ｍ側の距離センサ４−１の水平方向の検知エリアを直線走行時に比べて広くなるように検知閾値レベルを低く設定し、外輪ｎ側の距離センサ４−４の水平方向の検知エリアを直線走行時に比べて狭くなるように検知閾値レベルを高く設定するとともに、内輪ｍ側の距離センサの水平方向の検知エリアの到達距離を、外輪ｎ側の距離センサの水平方向の検知エリアの到達距離より短くしたものである。この到達距離の設定には閾値レベルを最大値Ｖｔｈｍａｘに設定するか、時間ゲートＴ１〜Ｔ４を設定する方法がある。
この時間ゲートは図１３に示すように、障害物判定に有効な時間（距離）範囲を決めるもので、図１３（ａ）に示すような時間に対する閾値の変化特性に対し、時間ゲートＴ１を設定すると、図１３（ｂ）に示す範囲Ｗが有効な判定範囲となる。そして、図１３（ｃ）に示すように送受信超音波センサの受信信号に含まれる障害物１５ａ，１５ｂは、図１３（ｄ）に示すように障害物検知信号ａ，ｂとして受信されるが、時間ゲートＴ１で設定された有効な判定範囲Ｗ内の障害物検知信号ａのみが出力されることになる。
【００２４】
図１４は図９（ａ）の直線後退走行時におけるカメラ３の撮像エリア３Ｈと送受信超音波センサ４−１〜４−４の超音波検知エリア４−１Ｈ〜４−４Ｈで障害物１５−１〜１５−３を検知した状態を示す。
【００２５】
図１５はカメラ３の撮像画像上に前記送受信超音波センサ４−１〜４−４で検知した障害物の位置に障害物マーク１６−１〜１６−３をオーバレイして障害物１５−１〜１５−３の位置を明示したものである。
【００２６】
図１６は車両１の後端面両側に設けたコーナーセンサ５−１，５−２の検知エリア５−１Ｈ，５−２Ｈを含めた検知エリアで障害物１５−１〜１５−４を検知した状態を示す。
【００２７】
図１７はカメラ３の撮像画像上に前記送受信超音波センサ４−１〜４−４およびコーナーセンサ５−１，５−２で検知した障害物の位置に障害物マーク１６−１〜１６−３をオーバレイして障害物１５−１〜１５−４の位置を明示したものである。この場合、障害物１５−４は送受信超音波センサ４−１〜４−４の検知エリア外にあるので、矢印の障害物マーク１６-４をオーバレイして区別している。
【００２８】
図１８は図５に示すように、送受信超音波センサ４−１〜４−４の矩形状の検知エリア４−１Ｈ〜４−４Ｈを互いに重ならないように並設して形成したもので、その隣接する検知エリア４−１Ｈと４−２Ｈで障害物１５−１，１５−２が検知された状態を示す。
【００２９】
図１９（ａ）は図１８の場合における送受信超音波センサ４−１〜４−４の送受信状態を示すもので、送受信超音波センサ４−１〜４−４から時間ｔ０で超音波を送出し、ｔ１時点に送受信超音波センサ４−２で障害物１５−２からの反射波を受け、ｔ２時点に送受信超音波センサ４−１で障害物１５−１からの反射波を受ける。
この反射波によって障害物１５−１，１５−２を検知し図１９（ｂ）に示すように、カメラ３の撮像画像上に表示するとともに、車両１からは障害物１５−２が近いので、この障害物１５−２に障害物マーク１６−２をオーバレイする。ここで、図１９（ａ）に示す障害物の検知時間ｔ１とｔ２の時間差が、予め設定した許容値Ｔｔｈ以下の場合は、図１９（ｃ）に示すように両検知エリア（４−１Ｈと４−２Ｈ）に渡って障害物マーク１６−２をオーバレイする。
【００３０】
図２０は図５に示すように、送受信超音波センサ４−１〜４−４の矩形状の検知エリア４−１Ｈ〜４−４Ｈを互いに重ならないように並設して形成したもので、その隣接する検知エリア４−１Ｈと４−２Ｈの境界で障害物１５−１が検知された状態を示す。
【００３１】
図２１（ａ）は図２０の場合における送受信超音波センサ４−１〜４−４の送受信状態を示すもので、送受信超音波センサ４−１〜４−４から時間ｔ０で超音波を出し、ｔ１時点に送受信超音波センサ４−１，４−２で障害物１５−１からの反射波を受ける。
この反射波によって障害物１５−１を検知し、図２１（ｂ）に示すように、カメラ３の撮像画像上に検知した位置に障害物１５−１の位置を明示する場合、送受信超音波センサ４−１，４−２の反射波の振幅Ｖｓ１，Ｖｓ２は送受信超音波センサ４−１の方が大きいので、｜Ｖｓ１−Ｖｓ２｜が予め設定した許容値Ｖｔｈを越える。よって、この送受信超音波センサ４−１の検知エリアに障害物マーク１６−１をオーバレイする。
【００３２】
また、図１８（ａ）に示すように、送受信超音波センサ４−１〜４−４から時間ｔ０で超音波を出し、ｔ１時点に送受信超音波センサ４−１，４−２で障害物１５−２からの反射波を受けるが、この送受信超音波センサ４−１，４−２が受ける障害物１５−２からの反射波の振幅Ｖｓ１，Ｖｓ２が略等しい場合、すなわち、｜Ｖｓ１−Ｖｓ２｜が予め設定した許容値Ｖｔｈ以下になると、図２２（ｂ）に示すように、送受信超音波センサ４−１、４−２の検知エリアに障害物マーク１６−２をオーバレイする。
【００３３】
図２３は図５に示すように、送受信超音波センサ４−１〜４−４の矩形状の検知エリア４−１Ｈ〜４−４Ｈを互いに重ならないように並設して形成し、車幅以上の長さの平面壁のような障害物１５−Ｌを検知した状態を示す。
【００３４】
図２４（ａ）は図２３の場合における送受信超音波センサ４−１〜４−４の送受信状態を示すもので、送受信超音波センサ４−１〜４−４から時間ｔ０で超音波を出し、ｔ１時点に送受信超音波センサ４−１〜４−４で障害物１５−Ｌからの反射波を受ける。
この反射波によって、図２４（ｂ）に示すように、カメラ３の撮像画像上に障害物１５−Ｌの位置を明示する場合、送受信超音波センサ４−１〜４−４の反射波の振幅は送受信超音波センサ４−１〜４−４とも全て略同じ大きさであるので、この送受信超音波センサ４−１〜４−４の全ての検知エリア４−１Ｈ〜４−４Ｈに障害物マーク１６−Ｌをオーバレイする。
【００３５】
以上のように、この実施の形態によれば、障害物の水平方向の位置が判別できるので、撮像画面上の障害物に対する障害物マークのオーバレイの位置精度が向上する。
また、検知閾値レベルを変更して、検知エリアを矩形状あるいは放射状に設定し、水平方向の隣り合う距離センサの検知エリアが部分的に重なり合うあるいは重ならないように設定し、前記の重なり合う検知エリアを設定した場合は隣り合う距離センサでの同一距離での検知結果の論理積により障害物の方位を判定するので、水平方向の位置分解能が向上する。
【００３６】
操舵角センサの角度情報に基づき、内輪側の距離センサの水平方向の検知エリアを直線走行時に比べて広くなるように検知閾値レベルを低く設定し、外輪側の距離センサの水平方向の検知エリアを直線走行時に比べて狭くなるように検知閾値レベルを高く設定するので、車両が通過するエリアの障害物のみ検知できるので、不要な情報を出力しないため、ドライバの負荷が軽減される。
【００３７】
検知閾値レベルを順次切り替えて垂直方向の検知エリアを変更し、検知可能な最大高さの検知エリアで障害物の高さを判定するので、障害物の高さ方向の情報が得られ、縁石など低い障害物との区別が容易になる。
【００３８】
操舵角とともに、検知閾値レベルを順次切り替えて水平方向の検知エリアを変更し、進行する車両の車両幅内と車両幅外とを区別して検知可能なエリアと判定するとともに、操舵角により左右の検知エリアを変更することにより、不要な検知情報を削除できる。
【００３９】
車両の移動軌跡情報に基づき、時系列における障害物の検知状況を把握して、移動する障害物が、車両の車両幅内に進入してくることを検知可能としたので、水平方向に移動する移動物体を追尾することにより衝突の可能性を予測することができる。
【００４０】
距離センサによって特定される障害物の高さ方向を含めた先端部分と車両との間の距離が最短になる衝突可能な障害物に対して、カメラ映像における障害物マークをオーバレイするので、衝突しない低い障害物は障害物マークをしないため、障害部による衝突可能性の判定精度が高まる。
【００４１】
車両のコーナー部に取り付けたコーナーセンサあるいはカメラ画像の認識処理で進行する車両幅外に障害物を検知した場合は、距離センサの検知エリア外のカメラ映像に対して障害物マークをオーバレイするので、衝突前の障害物の存在が事前にわかる。
【００４２】
複数の隣り合う距離センサで検出した距離情報が予め定めた許容範囲Ｔｔｈ内であった場合、障害物マークは前記距離センサの検出範囲にわたってオーバレイし、許容範囲Ｔｔｈを超えると、短距離に位置する障害物位置に障害物マークをオーバレイするので、電柱のような幅の狭い障害物に比べて、車幅以上の長さの平面壁の障害物では全車幅に渡って同じ距離に障害物を検知するため、各センサの検知エリア交差位置に障害物が存在する場合に有効である。
【００４３】
複数の隣り合う距離センサで検出した距離情報が予め定めた許容範囲内Ｔｔｈであって、隣り合う超音波センサの障害物からの反射波のレベル差が予め定めた許容値Ｖｔｈ以下の場合は、障害物マークは当該超音波センサの検出範囲にわたってオーバレイし、上記の反射波のレベル差が許容値Ｖｔｈを越えた場合は、レベルが大きい方の距離センサの検知エリアに障害物マークをオーバレイするので、各超音波センサの検知エリア交差位置に障害物が存在する場合に有効である。障害物が車幅以上の長さの平面壁の場合は、全ての検知エリアに障害物が存在すると判定し、障害物マークをオーバレイする。
なお、図示の実施の形態では、距離センサとして超音波センサを用いて説明したが、距離センサとしてはレーザであっても同一の作用効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
以上のように、この発明に係る車両後方監視装置は、車両後方の障害物を検知することができるので、車両に用いるのに適している。
【図１】
2011145141.tif 000003
【図２】
2011145141.tif 000004
【図３】
2011145141.tif 000005
【図４】
2011145141.tif 000006
【図５】
2011145141.tif 000007
【図６】
2011145141.tif 000008
【図７】
2011145141.tif 000009
【図８】
2011145141.tif 000010
【図９】
2011145141.tif 000011
【図１０】
2011145141.tif 000012
【図１１】
2011145141.tif 000013
【図１２】
2011145141.tif 000014
【図１３】
2011145141.tif 000015
【図１４】
2011145141.tif 000016
【図１５】
2011145141.tif 000017
【図１６】
2011145141.tif 000018
【図１７】
2011145141.tif 000019
【図１８】
2011145141.tif 000020
【図１９】
2011145141.tif 000021
【図２０】
2011145141.tif 000022
【図２１】
2011145141.tif 000023
【図２２】
2011145141.tif 000024
【図２３】
2011145141.tif 000025
【図２４】
2011145141.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成24年5月14日(2012.5.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は車両の後部に設置し車両後方を撮像する広角カメラと、車両の後部に設置し障害物の距離を検知する複数の距離センサと、広角カメラの撮影画像上に距離センサで検知した位置に障害物のマークをオーバレイし、障害物の位置を明示する画像表示器を有する車両後方監視装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
広角カメラによる後方監視(障害物検知)では、静止物体および物体の高さの検知が出来ない。また、単眼カメラでは距離情報が得られない。一方、距離センサによる障害物の検知では、広範囲を一度に検知するよう設計されているので方位分解能が低いと言う課題がある。
従来、このような障害物検知をするものとして特許文献１に記載された先行技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１４０８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載された先行技術は、１個の送受信超音波センサと受信専用センサからなる超音波センサを用い、この超音波センサが配置される中央位置にカメラを配置し、複数の超音波センサの距離情報から三角測量の原理で障害物の位置を求めている。ここで、複数の障害物が存在すると虚像を検知するという欠点を補うため、さらに、カメラによる撮像画像からオプティカルフローを検知し、障害物の画像上の位置を求め、両者の計測位置を重ね合わせて障害物の位置を判定すると共に、所定の合成画像（顕在化画像と障害物までの距離値）を表示する機能を有している。
【０００５】
しかし、上記のような距離情報の演算処理および画像処理は演算負荷が大きいので、高速処理が求められると装置が高価になる。しかも、障害物の高さ情報が得られないので真の障害物の判定が困難である等の課題があった。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解消するためになされたもので、真に障害となる対象物を判定し、カメラの撮影画像上に行う障害物マークのオーバレイ位置精度の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の車両後方監視装置は、障害物までの距離を検知する複数の距離センサと、距離センサの検知閾値レベルを変更し、水平検知エリア、垂直検知エリア、垂直の検知エリアおよび方位分解能を変える閾値レベル変更部と、閾値レベル変更部より出力される閾値レベルと距離センサの受信信号に基づいて障害物の有無を判定する障害物判定部と、この障害物判定部で判定した障害物までの距離に準じて直接撮影画像と鳥瞰画像の表示画像を切り替える表示画面切り替え部を有する車両後方監視装置において、障害物判定部で判定した各距離センサの設置位置と障害物までの距離と障害物からの反射波の振幅情報とにより障害物の方位と距離を判定し、撮影画面上の相当する距離と方位により、撮影画面上の障害物マークの表示位置と形状を判定し、障害物マークの表現として、直接撮影画像と鳥瞰画像の表示画像を所定の値で切り替え表示画面切り替え部から供給されるカメラによる撮像画像に、上記判定された表示位置に上記判定された形状の障害物マークを画像合成するオーバレイ部とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、障害物の水平方向の位置が判別できるので、撮像画面上への障害物に対する障害物マークのオーバレイの位置精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明に係る車両後方監視装置を車両に搭載した構成を示す概要図である。
【図２】この発明に係る車両後方監視装置の構成を示すブロック図である。
【図３】複数の距離センサの検知エリア図である。
【図４】検知閾値の変化に応じて距離センサの水平方向の検知エリアの変化を示す図である。
【図５】複数の距離センサの検知エリアが重ならない場合の図である。
【図６】複数の距離センサの検知エリアが重なった場合の図である。
【図７】検知閾値の変化に応じて距離センサの垂直方向の検知エリアの変化を示す図である。
【図８】距離センサによる障害物の方位と高さの判定フロー図である。
【図９】直線後退走行時とカーブ後退走行時とで距離センサの水平方向の検知エリアの変化を示す図である。
【図１０】後退する車両の内輪（左後輪）と外輪（右後輪）の関係を説明する説明図である。
【図１１】距離または時間対閾値の関係を示す特性図である。
【図１２】距離または時間対閾値の関係を示す特性図である。
【図１３】時間ゲートの説明図である。
【図１４】カメラ撮像エリアおよび距離センサ検知エリア内に障害物が位置する状態を示す図である。
【図１５】図１４において検知された障害物に障害物マークをオーバレイして画面表示した状態を示す図である。
【図１６】カメラ撮像エリアおよび距離センサ検知エリアと操舵センサ検知エリア内に障害物が位置する状態を示す図である。
【図１７】図１６において検知された障害物に障害物マークをオーバレイして画面表示した状態を示す図である。
【図１８】複数の距離センサ検知エリア内の一部に障害物が位置することを示す図である。
【図１９】（ａ）は図１８の複数の距離センサの送受信状態を示す図であり、（ｂ）はその複数の距離センサの送受信で検知された障害物を各距離センサの検知エリアとともに画面表示した状態を示す図である。
【図２０】隣接する距離センサ検知エリアに跨って障害物が位置していることを示す図である。
【図２１】（ａ）は図２０の複数の距離センサの送受信状態を示す図であり、（ｂ）はその複数の距離センサの送受信で検知された障害物が検知エリアによって大小差が生じた場合を各距離センサの検知エリアとともに画面表示した状態を示す図である。
【図２２】（ａ）は図２０の複数の距離センサの送受信状態を示す図であり、（ｂ）はその複数の距離センサの送受信で検知された障害物が同じ大きさの場合を各距離センサの検知エリアとともに画面表示した状態を示す図である。
【図２３】複数の距離センサ検知エリア内の全てに障害物が位置する場合を示す図である。
【図２４】（ａ）は図２３の複数の距離センサの送受信状態を示す図であり、（ｂ）はその複数の距離センサの送受信で検知された障害物を各距離センサの検知エリアとともに画面表示した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１.
図１はこの発明に係る車両後方監視装置を車両に搭載した構成を示す概要図であり、図２はその車両後方監視装置の構成を示すブロック図である。図１において、車両１は中央部に操舵角センサ（または後部左右の車輪速センサ）２、後部中央にカメラ３、後端面には並設して距離センサとしての超音波センサ４（４−１〜４−４）、その後端面左右にはコーナーセンサ５−１，５−２、ユーザが視認しやすい前部中央に画像表示器７が設けられている。カメラ３は撮像エリア３Ｈ、超音波センサ４は検知エリア４Ｈ、コーナーセンサ５−１，５−２は検知エリア５−１Ｈ，５−２Ｈを有する。
【００１１】
図２において、装置本体部１０には送受信増幅部１１、走行軌跡の予測部１２、送受信増幅部１３、閾値レベル変更部１４、障害物判定部１５、表示画面切り替え部１６、オーバレイ部１７を備えている。
そして、表示画面切り替え部１６にはカメラ３と障害物判定部１５が接続され、送受信増幅部１１には送受信超音波センサ４−１〜４−４が接続され、走行軌跡の予測部１２には操舵角センサ（または後部左右の車輪速センサ）２が接続され、送受信増幅部１３にはコーナーセンサ５−１，５−２が接続されている。また、閾値レベル変更部１４には送受信増幅部１１と走行軌跡の予測部１２および設定情報入力部６が接続され、障害物判定部１５には閾値レベル変更部１４が接続され、オーバレイ部１７には障害物判定部１５と表示画面切り替え部１６が接続され、このオーバレイ部１７の出力が画像表示器７に供給される。
【００１２】
送受信超音波センサ４−１〜４−４の検知エリア４−１Ｈ〜４−４Ｈは、閾値レベル変更部１４から出力される検知閾値レベルによって放射状、矩形状に変化させることができると共に、矩形状であってもその検知エリア４−１Ｈ〜４−４Ｈの幅または長さを走行軌跡の予測部１２の出力に基づいて変化させることができる。
【００１３】
図３は送受信超音波センサ４−１〜４−４の検知エリア４−１Ｈ〜４−４Ｈが放射状の場合を示すもので、その検知エリア４−１Ｈ〜４−４Ｈ内に検知した障害物１５−１〜１５−４をオーバレイして表示している。このオーバレイの表示方法には以下の方法がある。
障害物１５−１〜１５−４の存在する撮影画面上の相当する距離と方位にマーク表示する。
障害物１５−１〜１５−４までの距離と障害物の高さを数値表示する。
障害位置のマーキング色を距離または高さに応じて変換して表示する。
【００１４】
図４（ａ）〜（ｃ）は送受信超音波センサ４−１（〜４−４）の矩形状の水平方向の検知エリアを閾値Ｈｔｈ１〜Ｈｔｈ３によって変化させた状態を示したものである。
【００１５】
図５は送受信超音波センサ４−１〜４−４の伝播距離−感度特性に合わせて、距離あるいは伝播時間に基づく検知閾値を設定し、検知エリア４−１Ｈ〜４−４Ｈを矩形状に形成し、この設定した検知閾値あるいは送受信超音波センサ４−１〜４−４の設置距離を変えることで、水平方向の隣り合う送受信超音波センサ４−１〜４−４の検知エリアが互いに重ならないように並設して検知エリアを形成したものである。
【００１６】
図６は送受信超音波センサ４−１〜４−４の伝播距離―感度特性に合わせて、距離あるいは伝播時間に基づく検知閾値を設定し、検知エリア４−１Ｈ〜４−４Ｈを矩形状に形成し、この設定した検知閾値あるいは送受信超音波センサ４−１〜４−４の設置距離を変えることで、水平方向の隣り合う送受信超音波センサ４−１〜４−４の検知エリアが互いに重なるように形成したもので、その重なり合う検知エリアの隣り合う同一距離での検出結果の論理積により、障害物の方位を判定する。
【００１７】
図７（ａ）〜（ｃ）は後記図８のフローに基づいて、送受信超音波センサ４−１（〜４−４）の検知閾値Ｖｔｈ１〜Ｖｔｈ３を順次切り替えて閾値レベル変更部１４に設定し、矩形状の垂直方向の検知エリア４−１Ｖ〜４−４Ｖを変化させ、検知可能な最大高さの検知エリアで判定する機能を有するもので、図７（ａ）、（ｂ）の閾値Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２の場合は障害物は検知できるが、図７（ｃ）の閾値Ｖｔｈ３の場合は障害物を検知できない。つまり、縁石など低い障害物との区別が容易となる。
【００１８】
図８は送受信超音波センサ４−１〜（４−４）による障害物の方位と高さ判定のフローを示すもので、フロー開始後は、ステップＳＴ１で設定情報入力部６から閾値Ｈｔｈ１を閾値レベル変更部１４に設定し、ステップＳＴ２で送受信超音波センサ４−１〜４−４による送受信を行う。そして、ステップＳＴ３で障害物判定部１５が送受信増幅部１１、閾値レベル変更部１４を介して供給された送受信超音波センサ４−１〜４−４からの出力信号に基づいて障害物検知判定を行い、ＮＯであれば障害物検知判定を繰り返す。
【００１９】
ステップＳＴ３の判定結果がＹＥＳの場合は、ステップＳＴ４で水平方位判定を行った後、ステップＳＴ５で設定情報入力部６から閾値Ｖｔｈ１を閾値レベル変更部１４に設定し、ステップＳＴ６で送受信超音波センサ４−１〜４−４による送受信を行う。そして、ステップＳＴ７で障害物の高さがＨ１１以下かを判断し、ＮＯであれば、ステップＳＴ１４に移行し、ＹＥＳであれば、ステップＳＴ８で設定情報入力部６から閾値Ｖｔｈ２を閾値レベル変更部１４に設定し、ステップＳＴ９で送受信超音波センサ４−１〜４−４による超音波送受信を行う。
【００２０】
そして、ステップＳＴ１０で障害物の高さがＨ１２以下かを判断し、ＮＯであれば、ステップＳＴ１４に移行し、ＹＥＳであれば、ステップＳＴ１１で設定情報入力部６から閾値Ｖｔｈ３を閾値レベル変更部１４に設定し、ステップＳＴ１２で送受信超音波センサ４−１〜４−４による超音波送受信を行う。
ステップＳＴ１３で障害物の高さがＨ１３以下かを判断し、ＮＯ，ＹＥＳのいずれの場合もステップＳＴ１４に移行する。ステップＳＴ１４では、障害物の位置（水平方位と高さ）を判定し、ステップＳＴ１５では、ステップＳＴ１４で有意な障害物と判定した場合は、カメラ３による撮影画像上に障害物の位置をオーバレイする。
【００２１】
図９（ａ）は直線後退走行時におけるカメラ３の撮像エリア３Ｈと送受信超音波センサ４−１〜４−４の超音波検知エリア４−１Ｈ〜４−ｎＨを示すもので、直線後退をする場合は、送受信超音波センサ４−１〜４−４の検知エリア４−１Ｈ〜４−ｎＨを閾値Ｖｔｈ１〜Ｖｔｈ３によって均等な幅に設定する。
【００２２】
図９（ｂ）はカーブ後退走行時のカメラ３の撮像エリア３Ｈと送受信超音波センサ４−１〜４−４の超音波検知エリア４−１Ｈ〜４−ｎＨを示すもので、カーブ後退時における操舵角センサ２からの操舵角信号または車輪速センサからの車輪速信号によって、走行軌跡の予測部１２で図１０に示す内輪ｍまたは外輪ｎの旋回半径を求める。
・操舵角センサの場合
内輪(または外輪)の旋回半径Ｒ＝α・θ(Ｄ)
ここで、
α：変換定数
θ(Ｄ)：操舵角
・車輪速センサの場合
内輪(または外輪)の旋回半径Ｒ＝β・θ(Ｌ)
ここで、
θ(Ｌ)＝ｔａｎ−１(ＬＬ−ＬＲ)／Ｗ
ＬＬ：左後輪の積算走行距離
ＬＲ：右後輪の積算走行距離
Ｗ：後輪の車輪間距離
β：変換定数
そして、走行軌跡の予測部１２で求められた旋回半径を受けて、閾値レベル変更部１４が送受信超音波センサ４−１〜４−４の閾値を図１１（ａ）〜（ｄ）に示すように変え、内輪ｍ側の距離センサ４−１の水平方向の検知エリア４−１Ｈを直線走行時に比べて広くなるように検知閾値レベルを低く設定し、外輪ｎ側の距離センサの水平方向の検知エリアを直線走行時に比べて狭くなるように検知閾値レベルを高く設定する。
【００２３】
また、図９（ｃ）はカーブ後退走行時の他の例を示すもので、走行軌跡の予測部１２で求められた旋回半径を受けて、閾値レベル変更部１４が送受信超音波センサ４−１〜４−４の閾値を図１２（ａ）〜（ｄ）に示すように、内輪ｍ側の距離センサ４−１の水平方向の検知エリアを直線走行時に比べて広くなるように検知閾値レベルを低く設定し、外輪ｎ側の距離センサ４−４の水平方向の検知エリアを直線走行時に比べて狭くなるように検知閾値レベルを高く設定するとともに、内輪ｍ側の距離センサの水平方向の検知エリアの到達距離を、外輪ｎ側の距離センサの水平方向の検知エリアの到達距離より短くしたものである。この到達距離の設定には閾値レベルを最大値Ｖｔｈｍａｘに設定するか、時間ゲートＴ１〜Ｔ４を設定する方法がある。
この時間ゲートは図１３に示すように、障害物判定に有効な時間（距離）範囲を決めるもので、図１３（ａ）に示すような時間に対する閾値の変化特性に対し、時間ゲートＴ１を設定すると、図１３（ｂ）に示す範囲Ｗが有効な判定範囲となる。そして、図１３（ｃ）に示すように送受信超音波センサの受信信号に含まれる障害物１５ａ，１５ｂは、図１３（ｄ）に示すように障害物検知信号ａ，ｂとして受信されるが、時間ゲートＴ１で設定された有効な判定範囲Ｗ内の障害物検知信号ａのみが出力されることになる。
【００２４】
図１４は図９（ａ）の直線後退走行時におけるカメラ３の撮像エリア３Ｈと送受信超音波センサ４−１〜４−４の超音波検知エリア４−１Ｈ〜４−４Ｈで障害物１５−１〜１５−３を検知した状態を示す。
【００２５】
図１５はカメラ３の撮像画像上に前記送受信超音波センサ４−１〜４−４で検知した障害物の位置に障害物マーク１６−１〜１６−３をオーバレイして障害物１５−１〜１５−３の位置を明示したものである。
【００２６】
図１６は車両１の後端面両側に設けたコーナーセンサ５−１，５−２の検知エリア５−１Ｈ，５−２Ｈを含めた検知エリアで障害物１５−１〜１５−４を検知した状態を示す。
【００２７】
図１７はカメラ３の撮像画像上に前記送受信超音波センサ４−１〜４−４およびコーナーセンサ５−１，５−２で検知した障害物の位置に障害物マーク１６−１〜１６−３をオーバレイして障害物１５−１〜１５−４の位置を明示したものである。この場合、障害物１５−４は送受信超音波センサ４−１〜４−４の検知エリア外にあるので、矢印の障害物マーク１６-４をオーバレイして区別している。
【００２８】
図１８は図５に示すように、送受信超音波センサ４−１〜４−４の矩形状の検知エリア４−１Ｈ〜４−４Ｈを互いに重ならないように並設して形成したもので、その隣接する検知エリア４−１Ｈと４−２Ｈで障害物１５−１，１５−２が検知された状態を示す。
【００２９】
図１９（ａ）は図１８の場合における送受信超音波センサ４−１〜４−４の送受信状態を示すもので、送受信超音波センサ４−１〜４−４から時間ｔ０で超音波を送出し、ｔ１時点に送受信超音波センサ４−２で障害物１５−２からの反射波を受け、ｔ２時点に送受信超音波センサ４−１で障害物１５−１からの反射波を受ける。
この反射波によって障害物１５−１，１５−２を検知し図１９（ｂ）に示すように、カメラ３の撮像画像上に表示するとともに、車両１からは障害物１５−２が近いので、この障害物１５−２に障害物マーク１６−２をオーバレイする。ここで、図１９（ａ）に示す障害物の検知時間ｔ１とｔ２の時間差が、予め設定した許容値Ｔｔｈ以下の場合は、図１９（ｃ）に示すように両検知エリア（４−１Ｈと４−２Ｈ）に渡って障害物マーク１６−２をオーバレイする。
【００３０】
図２０は図５に示すように、送受信超音波センサ４−１〜４−４の矩形状の検知エリア４−１Ｈ〜４−４Ｈを互いに重ならないように並設して形成したもので、その隣接する検知エリア４−１Ｈと４−２Ｈの境界で障害物１５−１が検知された状態を示す。
【００３１】
図２１（ａ）は図２０の場合における送受信超音波センサ４−１〜４−４の送受信状態を示すもので、送受信超音波センサ４−１〜４−４から時間ｔ０で超音波を出し、ｔ１時点に送受信超音波センサ４−１，４−２で障害物１５−１からの反射波を受ける。
この反射波によって障害物１５−１を検知し、図２１（ｂ）に示すように、カメラ３の撮像画像上に検知した位置に障害物１５−１の位置を明示する場合、送受信超音波センサ４−１，４−２の反射波の振幅Ｖｓ１，Ｖｓ２は送受信超音波センサ４−１の方が大きいので、｜Ｖｓ１−Ｖｓ２｜が予め設定した許容値Ｖｔｈを越える。よって、この送受信超音波センサ４−１の検知エリアに障害物マーク１６−１をオーバレイする。
【００３２】
また、図１８（ａ）に示すように、送受信超音波センサ４−１〜４−４から時間ｔ０で超音波を出し、ｔ１時点に送受信超音波センサ４−１，４−２で障害物１５−２からの反射波を受けるが、この送受信超音波センサ４−１，４−２が受ける障害物１５−２からの反射波の振幅Ｖｓ１，Ｖｓ２が略等しい場合、すなわち、｜Ｖｓ１−Ｖｓ２｜が予め設定した許容値Ｖｔｈ以下になると、図２２（ｂ）に示すように、送受信超音波センサ４−１、４−２の検知エリアに障害物マーク１６−２をオーバレイする。
【００３３】
図２３は図５に示すように、送受信超音波センサ４−１〜４−４の矩形状の検知エリア４−１Ｈ〜４−４Ｈを互いに重ならないように並設して形成し、車幅以上の長さの平面壁のような障害物１５−Ｌを検知した状態を示す。
【００３４】
図２４（ａ）は図２３の場合における送受信超音波センサ４−１〜４−４の送受信状態を示すもので、送受信超音波センサ４−１〜４−４から時間ｔ０で超音波を出し、ｔ１時点に送受信超音波センサ４−１〜４−４で障害物１５−Ｌからの反射波を受ける。
この反射波によって、図２４（ｂ）に示すように、カメラ３の撮像画像上に障害物１５−Ｌの位置を明示する場合、送受信超音波センサ４−１〜４−４の反射波の振幅は送受信超音波センサ４−１〜４−４とも全て略同じ大きさであるので、この送受信超音波センサ４−１〜４−４の全ての検知エリア４−１Ｈ〜４−４Ｈに障害物マーク１６−Ｌをオーバレイする。
【００３５】
以上のように、この実施の形態によれば、障害物の水平方向の位置が判別できるので、撮像画面上の障害物に対する障害物マークのオーバレイの位置精度が向上する。
また、検知閾値レベルを変更して、検知エリアを矩形状あるいは放射状に設定し、水平方向の隣り合う距離センサの検知エリアが部分的に重なり合うあるいは重ならないように設定し、前記の重なり合う検知エリアを設定した場合は隣り合う距離センサでの同一距離での検知結果の論理積により障害物の方位を判定するので、水平方向の位置分解能が向上する。
【００３６】
操舵角センサの角度情報に基づき、内輪側の距離センサの水平方向の検知エリアを直線走行時に比べて広くなるように検知閾値レベルを低く設定し、外輪側の距離センサの水平方向の検知エリアを直線走行時に比べて狭くなるように検知閾値レベルを高く設定するので、車両が通過するエリアの障害物のみ検知できるので、不要な情報を出力しないため、ドライバの負荷が軽減される。
【００３７】
検知閾値レベルを順次切り替えて垂直方向の検知エリアを変更し、検知可能な最大高さの検知エリアで障害物の高さを判定するので、障害物の高さ方向の情報が得られ、縁石など低い障害物との区別が容易になる。
【００３８】
操舵角とともに、検知閾値レベルを順次切り替えて水平方向の検知エリアを変更し、進行する車両の車両幅内と車両幅外とを区別して検知可能なエリアと判定するとともに、操舵角により左右の検知エリアを変更することにより、不要な検知情報を削除できる。
【００３９】
車両の移動軌跡情報に基づき、時系列における障害物の検知状況を把握して、移動する障害物が、車両の車両幅内に進入してくることを検知可能としたので、水平方向に移動する移動物体を追尾することにより衝突の可能性を予測することができる。
【００４０】
距離センサによって特定される障害物の高さ方向を含めた先端部分と車両との間の距離が最短になる衝突可能な障害物に対して、カメラ映像における障害物マークをオーバレイするので、衝突しない低い障害物は障害物マークをしないため、障害部による衝突可能性の判定精度が高まる。
【００４１】
車両のコーナー部に取り付けたコーナーセンサあるいはカメラ画像の認識処理で進行する車両幅外に障害物を検知した場合は、距離センサの検知エリア外のカメラ映像に対して障害物マークをオーバレイするので、衝突前の障害物の存在が事前にわかる。
【００４２】
複数の隣り合う距離センサで検出した距離情報が予め定めた許容範囲Ｔｔｈ内であった場合、障害物マークは前記距離センサの検出範囲にわたってオーバレイし、許容範囲Ｔｔｈを超えると、短距離に位置する障害物位置に障害物マークをオーバレイするので、電柱のような幅の狭い障害物に比べて、車幅以上の長さの平面壁の障害物では全車幅に渡って同じ距離に障害物を検知するため、各センサの検知エリア交差位置に障害物が存在する場合に有効である。
【００４３】
複数の隣り合う距離センサで検出した距離情報が予め定めた許容範囲内Ｔｔｈであって、隣り合う超音波センサの障害物からの反射波のレベル差が予め定めた許容値Ｖｔｈ以下の場合は、障害物マークは当該超音波センサの検出範囲にわたってオーバレイし、上記の反射波のレベル差が許容値Ｖｔｈを越えた場合は、レベルが大きい方の距離センサの検知エリアに障害物マークをオーバレイするので、各超音波センサの検知エリア交差位置に障害物が存在する場合に有効である。障害物が車幅以上の長さの平面壁の場合は、全ての検知エリアに障害物が存在すると判定し、障害物マークをオーバレイする。
なお、図示の実施の形態では、距離センサとして超音波センサを用いて説明したが、距離センサとしてはレーザであっても同一の作用効果が得られる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
障害物までの距離を検知する複数の距離センサと、前記距離センサの検知閾知レベルを変更し、水平検知エリア、垂直検知エリア、垂直の検知エリアおよび方位分解能を変える閾知レベル変更部と、前記閾知レベル変更部より出力される閾知レベルと前記距離センサの受信信号に基づいて障害物の有無を判定する障害物判定部と、前記障害物判定部で判定した障害物までの距離に準じて直接撮影画像と鳥瞰画像の表示画像を切り替える表示画面切り替え部を有する車両後方監視装置において、
前記障害物判定部で判定した各距離センサの設置位置と障害物までの距離と障害物からの反射波の振幅情報とにより障害物の方位と距離を測定し、撮影画面上の相当する距離と方位により、撮影画面上の障害物マークの表示位置と形状を判定し、障害者マークの表現として、直接撮影画像と鳥瞰画像の表示画像を所定の値で切り替え前記表示画面切り替え部から供給されるカメラによる撮像画像に、前記判定された表示位置に前記判定された形状の障害物マークを画像合成するオーバレイ部とを備えたことを特徴とした車両後方監視装置。
【請求項２】
閾値レベル変更部は、距離センサの伝播距離―感度特性に合わせて、伝播距離あるいは伝播時間に基づき検知閾値レベルを変更して、検知エリアを矩形状あるいは放射状に設定し、水平方向の隣り合う距離センサの検知エリアが部分的に重なり合うあるいは重ならないように設定する機能を有し、前記の重なり合う検知エリアを設定した場合は隣り合う距離センサでの同一距離での検知結果の論理積により障害物の方位を判定する機能を有することを特徴とした請求項１記載の車両後方監視装置。
【請求項３】
操舵角センサを備え、閾値レベル変更部は、操舵角センサの角度情報に基づき、内輪側の距離センサの水平方向の検知エリアを直線走行時に比べて広くなるように検知閾値レベルを低く設定し、外輪側の距離センサの水平方向の検知エリアを直線走行時に比べて狭くなるように検知閾値レベルを高く設定する機能を有することを特徴とした請求項１記載の車両後方監視装置。
【請求項４】
閾値レベル変更部は、検知閾値レベルを順次切り替えて垂直方向の検知エリアを変更し、検知可能な最大高さの検知エリアで障害物の高さを判定する機能を有することを特徴とした請求項１記載の車両後方監視装置。
【請求項５】
閾値レベル変更部は、操舵角センサから操舵角とともに、検知閾値レベルを順次切り替えて水平方向の検知エリアを変更し、進行する車両の車両幅内と車両幅外とを区別して検知可能なエリアと判定する機能を有することを特徴とした請求項３記載の車両後方監視装置。
【請求項６】
車輪速センサを備え、この車輪センサからの情報を用いて計算した車両の移動軌跡情報に基づき、時系列における障害物の検知状況を把握して、移動する障害物が、車両の車両幅内に進入してくることを検知可能とすることを特徴とした請求項５記載の車両後方監視装置。
【請求項７】
オーバレイ部は、距離センサによって特定される障害物の高さ方向を含めた先端部分と車両との間の距離が最短になる衝突可能な障害物に対して、カメラ映像における障害物マークをオーバレイすることを特徴とした請求項３記載の車両後方監視装置。
【請求項８】
オーバレイ部は、車両のコーナー部に取り付けたコーナーセンサあるいはカメラ画像の認識処理で進行する車両幅外に障害物を検知した場合は、距離センサの検知エリア外のカメラ映像に対して障害物マークをオーバレイすることを特徴とした請求項５記載の車両後方監視装置。
【請求項９】
オーバレイ部は、複数の隣り合う距離センサで検出した距離情報が予め定めた許容範囲Ｔｔｈ内であった場合、障害物マークは前記距離センサの検出範囲にわたってオーバレイし、許容範囲Ｔｔｈを超えると、短距離に位置する障害物位置に障害物マークをオーバレイすること特徴とした請求項７記載の車両後方監視装置。
【請求項１０】
オーバレイ部は、複数の隣り合う距離センサで検出した距離情報が予め定めた許容範囲内Ｔｔｈであって、隣り合う超音波センサの障害物からの反射波のレベル差が予め定めた許容値Ｖｔｈ以下の場合は、障害物マークは当該超音波センサの検出範囲にわたってオーバレイし、上記の反射波のレベル差が許容値Ｖｔｈを越えた場合は、レベルが大きい方の距離センサの検知エリアに障害物マークをオーバレイすること特徴とする請求項７記載の車両後方監視装置。
【国際調査報告】
2011145141.tif 000027
2011145141.tif 000028
2011145141.tif 000029
2011145141.tif 000030